Przemysłowe wyświetlacze dotykowe to inteligentne interfejsy, które łączą ludzi i maszyny za pomocą dotykowych wyświetlaczy przemysłowych. Jest to inteligentny terminal operacyjny, który zastępuje tradycyjne przyciski sterujące i lampki kontrolne. Można go używać do ustawiania parametrów, wyświetlania danych, monitorowania stanu urządzeń i przedstawiania procesów sterowania automatyką w postaci krzywych/animacji. Wygodniejsze, szybsze i bardziej wyraziste, można je uprościć do programu sterującego PLC. Wydajny ekran dotykowy tworzy przyjazny interfejs człowiek-maszyna. Jako specjalne urządzenie peryferyjne komputera, ekran dotykowy jest obecnie najprostszym, najwygodniejszym i naturalnym sposobem interakcji człowieka-z komputerem. Nadaje multimediom zupełnie nowy wygląd i jest bardzo atrakcyjnym, interaktywnym urządzeniem multimedialnym.
1, Zasady przemysłowych wyświetlaczy dotykowych
System ekranu dotykowego składa się zazwyczaj z dwóch części: kontrolera ekranu dotykowego (karty) i urządzenia wykrywającego dotyk. Główną funkcją kontrolera ekranu dotykowego (karty) jest odbieranie informacji dotykowych z urządzenia wykrywającego punkt dotyku, przekształcanie ich na współrzędne punktu dotykowego, a następnie wysyłanie ich do procesora. Może także odbierać polecenia z procesora i je wykonywać. Urządzenie wykrywające dotyk jest zwykle instalowane z przodu wyświetlacza, a jego główną funkcją jest wykrywanie pozycji dotykowej użytkownika i przesyłanie jej do karty sterującej ekranu dotykowego.
Przemysłowe ekrany dotykowe charakteryzują się dużą elastycznością i mogą zastępować lub dodawać moduły funkcjonalne zgodnie z wymaganiami projektowymi. Mają dużą skalowalność i mogą spełniać złożone wymagania dotyczące kontroli procesu. Mogą nawet komunikować się bezpośrednio ze sterownikiem PLC poprzez systemy sieciowe, co znacznie ułatwia przetwarzanie i przesyłanie danych sterujących oraz ogranicza konserwację.
1. Moduł wyświetlacza dotykowego
Korpus rezystancyjnego ekranu dotykowego to wielowarstwowa-folia kompozytowa dopasowująca się do powierzchni wyświetlacza. Wykonany jest z warstwy szkła lub szkła organicznego jako warstwy bazowej, pokrytej na powierzchni przezroczystą warstwą przewodzącą i pokrytej zewnętrzną warstwą z utwardzanego, gładkiego i odpornego na zarysowania tworzywa sztucznego. Jego wewnętrzna powierzchnia jest również pokryta przezroczystą warstwą przewodzącą, a pomiędzy dwiema warstwami przewodzącymi znajduje się wiele małych (mniejszych niż jedna tysięczna cala) przezroczystych punktów izolacyjnych, które je izolują.
Kiedy palec dotyka ekranu, dwie normalnie izolowane warstwy przewodzące stykają się w punkcie dotyku. Jedna z warstw przewodzących jest podłączona do jednolitego pola napięcia 5 V w kierunku osi Y-, co powoduje zmianę napięcia warstwy detekcyjnej od zera do-niezera. Po wykryciu tego stanu połączenia przez sterownik wykonywana jest konwersja A/D, a otrzymana wartość napięcia jest porównywana z napięciem 5 V w celu uzyskania współrzędnej punktu dotykowego na osi Y-. W podobny sposób można uzyskać współrzędną osi X-. Jest to najbardziej podstawowa zasada wspólna dla wszystkich rezystancyjnych ekranów dotykowych.
Kluczem do rezystancyjnych ekranów dotykowych jest technologia materiałowa. Rezystancyjne ekrany dotykowe dzielą się na czteroprzewodowe, pięcioprzewodowe, sześcioprzewodowe i inne wieloprzewodowe rezystancyjne ekrany dotykowe w oparciu o liczbę przewodów doprowadzających. Rezystancyjny ekran dotykowy jest pokryty dwiema warstwami przewodzących warstw przezroczystego tlenku metalu OTI na wzmocnionej powierzchni szkła. Najbardziej zewnętrzna warstwa powłoki OTI służy jako materiał przewodzący, a druga warstwa OTI jest połączona precyzyjną siecią pól napięcia +5V do 0 V, zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym. Dwie warstwy OTI są oddzielone małymi przezroczystymi punktami izolacji. Kiedy palec dotyka ekranu, pomiędzy dwiema warstwami warstw przewodzących OTI pojawia się punkt styku. Komputer jednocześnie wykrywa napięcie i prąd, oblicza pozycję dotyku i ma szybkość reakcji 10-20 ms. Zewnętrzna warstwa przewodząca pięcioprzewodowego rezystancyjnego ekranu dotykowego wykorzystuje powłokę ze złota niklowego o dobrej ciągliwości. Ze względu na częste dotykanie, zastosowanie w zewnętrznej warstwie przewodzącej materiału ze złota niklowego o dobrej ciągliwości ma na celu wydłużenie jego żywotności, ale koszt procesu jest stosunkowo wysoki.
Chociaż warstwa przewodząca ze złota niklowego ma dobrą ciągliwość, może być stosowana jedynie jako przezroczysty przewodnik i nie nadaje się jako powierzchnia robocza dla rezystancyjnych ekranów dotykowych ze względu na jej wysoką przewodność. Ponadto metal nie jest łatwy do uzyskania bardzo jednolitej grubości i nie nadaje się jako warstwa rozprowadzająca napięcie. Można ją stosować jedynie jako warstwę sondującą.
Rezystancyjny ekran dotykowy to całkowicie odizolowane od świata zewnętrznego środowisko pracy, któremu niestraszny jest kurz i para wodna. Można go dotykać dowolnym przedmiotem i można go używać do pisania i rysowania, dzięki czemu nadaje się do stosowania w sterowniach przemysłowych i biurach. Powszechną wadą rezystancyjnych ekranów dotykowych jest to, że zewnętrzna warstwa folii kompozytowej jest wykonana z tworzywa sztucznego, które może zarysować cały ekran dotykowy i spowodować jego złomowanie, jeśli ktoś użyje zbyt dużej siły lub dotknie go ostrym narzędziem. Jednak w pewnych granicach zadrapania uszkadzają jedynie zewnętrzną warstwę przewodzącą. Zarysowania na zewnętrznej warstwie przewodzącej nie są istotne w przypadku pięcioprzewodowego rezystancyjnego ekranu dotykowego, ale są śmiertelne w przypadku czteroprzewodowego rezystancyjnego ekranu dotykowego.